心肌ATP敏感性钾通道突变对扩张型心肌病影响及机制的探讨

扩张型心肌病在中国人群中广泛存在也是导致猝死的主要原因。心脏的KATP通道作为唯一的通道-酶复合物，是细胞能量与膜兴奋性之间的纽带。目前对扩张型心肌病病人心肌活检发现KATP通道的的两个亚单位Kir6.2和SUR2A均存在突变。这些基因方面的变化使KATP通道开放能力增加或减少，进而导致代谢信号编码功能的丧失，最终损害心脏的应激适应，更易致心肌代谢、功能及电生理的异常。在前期工作中，我们实验小组对中国扩张型心肌病人群进行研究，发现E23K多态性不仅与扩张型心肌病患者左心腔大小及左室射血分数相关，还与室性心律失常的发生相关。本课题通过建立定点诱变转基因小鼠模型，从代谢重构，结构重构，电重构及可行的治疗方法等方面进一步深入探讨E23K多态性对扩张型心肌病及心律失常的影响及发生的可能机理。

ATP敏感性钾通道（KATP）是唯一一种通道-酶复合物，是细胞能量与膜兴奋性之间的纽带。Kir6.2亚基的E23K多态性有EE、EK和KK三种基因型，研究发现心力衰竭患者中携带KK基因型的比例较正常人群高（18% vs 9%，p＜0.05），基础状态下，携带KK组合的患者体脂含量高于携带EE/EK组合的患者；同时我们的研究及其他学者研究均提示KK组合与疾病状态下左心室心腔增大及室性心律失常发生相关。本研究通过离体和在体实验探讨E23K突变对大鼠扩心病的影响及其可能的机制。.实验结果：（1）成功构建了携带E23K突变的Kir6.2质粒并转染H9C2细胞，阿霉素干预后，通过膜片钳技术测定细胞KATP电流（IKATP），结果提示阿霉素造成心肌细胞损伤后，E23K突变细胞IKATP明显大于正常细胞。行流式细胞检测，发现E23K突变加重阿霉素诱导的细胞凋亡。（2）成功构建了心肌细胞特异性E23K突变转基因大鼠，通过腹腔注射阿霉素进行扩心病造模，生理盐水处理作为对照。结果发现：与野生型大鼠相比，对照组中，E23K突变大鼠心脏结构、功能未发现明显变化。而在扩心病模型组，E23K突变大鼠心脏纤维化程度加重，单向动作电位时程、有效不应期明显低于野生型大鼠（APD50：30.87±3.83ms vs 43.92±4.76ms；APD70：40.63±4.51ms vs 64.79±6.86ms，APD90：61.02±5.05ms vs 84.12±4.99ms；ERP：47.2±4.01ms vs 58.25±4.59ms；P＜0.05)，室颤阈值明显下降（5.2±1.59V vs 10.36±1.14V，P<0.05）；心肌传导图形测定发现E23K突变大鼠心肌传导更加紊乱；急性分离扩心病大鼠的左室心肌细胞进行膜片钳实验，发现E23K突变大鼠的心肌细胞KATP通道开放增加，其电流密度明显高于野生型大鼠(17.81±1.31 vs 13.1±1.24，P<0.05)。以上结果提示E23K突变即KK基因型加重扩心病严重程度，可能与其加重心肌纤维化、影响心肌细胞电生理特性相关。.本研究明确了KATP通道E23K突变影响扩张型心肌病患者心腔大小及室性心律失常易感性可能的分子机制，为E23K突变成为临床工作中评价心血管疾病预后的生物标志物提供了理论依据。